1、蓄电池内压过高引起蓄电池壳爆炸
由铅酸蓄电池工作原理,人们知道在蓄电池充电过程中,尤其是充电末期由于过充电,水分解为氢气和氧气,短路、严重硫化以及充电时电解液温度急剧上升,都会使水分大量蒸发,这时若加液孔盖的通气孔堵塞,由于气体太多来不及溢出,蓄电池内部的压力将升得很高,先引起蓄电池槽变形,当内压达到一定压力会从蓄电池槽盖结合处或其他薄弱处爆裂,这是一种物理过程。当蓄电池内部压力高于0.25MPa时蓄电池发生爆裂,爆裂位置位于槽盖热风结合处或应力集中的边角处。
2、氢气遇明火形成的蓄电池爆炸
H2和O2混合气体的爆炸极限为H2占混合气体体积的4%-96%,H2和空气的混合气体的爆炸极限为H2占混合气体体积的4%-74%。如果过充电量的80%用于电解水,蓄电池内部的H2含量大于爆炸范围之内,当蓄电池中或空气中的含氢量累积至爆炸极限时,遇到明火就会形成爆炸,这是一种化学反应。研究发现蓄电池的爆炸属于支链爆炸反应。此类爆炸太多发生在过充电情况下,如果蓄电池内部极柱、穿壁焊等处存在虚焊点,蓄电池的爆炸几率较高。一个合格的蓄电池在正常的使用条件下不会发生自发热爆炸反应。当蓄电池充电电压汽油车高于14.4V,柴油车高于28.8V,在火种存在的条件下,可能发生爆炸现象。通过对蓄电池爆炸的车辆检查,发现大部分电压调节器存在缺陷,蓄电池处于严重的过充电状态。
3、由于蓄电池排气孔堵塞,蓄电池先爆裂,爆裂引起蓄电池震动,极柱接线不牢产生火花,从而形成爆炸。
铅酸蓄电池正极为二氧化铅,负极为铅,放电过程中正负极活性物质都逐步转变成完全相同的物质——硫酸铅。如果某节电池剩余容量远低于其它电池,正极二氧化铅和负极活性铅都很快全部转化为硫酸铅,不再能放出电能。由于其它电池有电能输出,但电流与正常情况下的充电电流方向其它电池放出的部分电能用于给该节落后电池充电,在原来的正极上生成铅,原来的负极上生成二氧化铅,并在电解液中生成硫酸。由于二氧化铅在硫酸中呈正电位,铅在硫酸中呈负电位,电池将具有反向电压,这就是反向充电。由于该电池原有容量不高,生成的硫酸密度低,据经验公式:充满电的电池开口电压=0.85+硫酸密度,电池反向电压一般不会高于2V,实测1.7,与分析值比较符合。
由于本案例中一组电池有180节,如果有一节电池放电至反极,该电池不但不能提供能量,还要抵消另一节电池的电压,全组相当于只有178节电池,影响率1.1%,对负载工作影响甚小。如果是48V电池组,影响率高达8.3%,即多数电池还有2V电压时,全组电压已下降至44V而引起电池保护或负载掉电,后备时间缩短一半以上。如果发生在24V电池组中,负载将很快掉电。